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JP3223903B2 - Field effect transistor and method of manufacturing the same - Google Patents

Field effect transistor and method of manufacturing the same

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JP3223903B2
JP3223903B2 JP03797999A JP3797999A JP3223903B2 JP 3223903 B2 JP3223903 B2 JP 3223903B2 JP 03797999 A JP03797999 A JP 03797999A JP 3797999 A JP3797999 A JP 3797999A JP 3223903 B2 JP3223903 B2 JP 3223903B2
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JP
Japan
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layer
gaas
algaas
recess
doped
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武彦 加藤
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Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電界効果トランジス
タ(Field Effect Transisto
r;「FET」)及びその製造方法に関し、特にヘテロ
接合の電界効果トランジスタ及びその製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field-effect transistor (Field Effect Transistor).
r; “FET”) and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a heterojunction field-effect transistor and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の従来の技術の一例が「電子情報
通信学会1996年エレクトロニクスソサエティ大会公
園論文集2:吉田直人、片山秀昭、井上晃、林一夫、中
本隆博、浅田智之、采女豊、谷野憲之、山内真秀著,8
0頁18行目及び図1,発行年月日1996年8月30
日」に開示されている。
2. Description of the Related Art An example of this kind of conventional technology is "Electronic Information Communication Society 1996 Electronics Society Conference Park Paper Collection 2: Naoto Yoshida, Hideaki Katayama, Akira Inoue, Kazuo Hayashi, Takahiro Nakamoto, Tomoyuki Asada, Yutaka Torihime , Noriyuki Tanino, Masahide Yamauchi, 8
Line 0, line 18 and Figure 1, Date of issue August 30, 1996
Date.

【0003】GaAsFETは高周波素子として広く一
般に使用されている。特にその高出力素子においてはソ
ース抵抗低減やゲート耐圧確保のため、多段リセス構造
が採用されている。
[0003] GaAs FETs are widely and generally used as high frequency devices. In particular, in the high-output device, a multi-stage recess structure is adopted to reduce source resistance and secure gate breakdown voltage.

【0004】なお、「リセス構造」とはソースとドレイ
ン領域にマスクを施し、ゲート近辺をエッチングにより
堀込んだ構造をいい、「多段リセス構造」とは複数段に
堀込んだ構造をいう。
The "recess structure" refers to a structure in which the source and drain regions are masked and the vicinity of the gate is dug by etching, and the "multi-step recess structure" refers to a structure in which a plurality of steps are dug.

【0005】そのような多段リセス構造は例えば、Ga
As/AlGaAs積層構造の選択エッチングを用いて
形成される。図18は従来の電界効果トランジスタの断
面図である。図18中の801は半絶縁性GaAs基
板、802は膜厚400nmのGaAsバッファ層、8
03はアンドープAl0.2 Ga0.8 Asバッファー
層、804はSiドープAl0.2 Ga0.8 As電子供
給層、805はアンドープAl0.2 Ga0.8 Asスペ
ーサー層、806はアンドープIn0.2 Ga0.8Asチ
ャネル層、807はアンドープAl 0.2 Ga0.8 As
スペーサー層、808はSiドープAl0.2 Ga0.8
As電子供給層、809はアンドープAl 0.2 Ga0.8
Asゲートコンタクト層、810はGaAsゲート埋
め込み層、811はSiドープAl0.2 Ga0.8 As
ワイドリセスストッパ層、812はSiドープGaAs
キャップ層、813はゲート電極、814はソース電
極、815はドレイン電極である。
[0005] Such a multi-step recess structure is, for example, Ga
Using selective etching of As / AlGaAs stacked structure
It is formed. FIG. 18 shows a conventional field effect transistor.
FIG. 801 in FIG. 18 is a semi-insulating GaAs group
802, a GaAs buffer layer having a thickness of 400 nm;
03 is undoped Al0.2 Ga0.8 As buffer
Layer 804 is Si-doped Al0.2 Ga0.8 As Den children
Feed layer, 805 is undoped Al0.2 Ga0.8 As Spec
Layer 806 is undoped In0.2 Ga0.8As Chi
Channel layer, 807 is undoped Al 0.2 Ga0.8 As
Spacer layer, 808 is Si-doped Al0.2 Ga0.8 
As electron supply layer, 809 is undoped Al 0.2 Ga0.8
 As gate contact layer, 810 is GaAs gate buried
Embedded layer, 811 is Si-doped Al0.2 Ga0.8 As
Wide recess stopper layer, 812 is Si-doped GaAs
A cap layer, 813 is a gate electrode, 814 is a source electrode.
The pole 815 is a drain electrode.

【0006】このようなリセス構造は、まず、第1リセ
ス(ワイドリセス)部821が開口したマスク(不図
示)を形成し、AlGaAs層811をワイドリセスス
トッパとしてGaAs層812を選択エッチングする。
次に第2リセス(ゲートリセス)部822が開口したマ
スク(不図示)を形成しAlGaAs層809をゲート
リセスストッパ層としてGaAs層810を選択エッチ
ングすることにより形成する。
In such a recess structure, first, a mask (not shown) in which a first recess (wide recess) portion 821 is opened is formed, and the GaAs layer 812 is selectively etched using the AlGaAs layer 811 as a wide recess stopper.
Next, a mask (not shown) having an opening in the second recess (gate recess) portion 822 is formed, and the GaAs layer 810 is selectively etched using the AlGaAs layer 809 as a gate recess stopper layer.

【0007】この図18中に従来構造を有するFETの
各部分に生じる分布常数的な電気抵抗を模式的に示す。
R1はオーミック電極(ソース電極814及びドレイン
電極815)からキャップ層812へのコンタクト抵
抗、R2はキャップ層812からチャネル層806への
コンタクト抵抗、R3はゲート813の下のシート抵抗
である。そして、FETのオン抵抗はソース電極814
からドレイン電極815までの全抵抗である。
FIG. 18 schematically shows a distribution constant electric resistance generated in each portion of the FET having the conventional structure.
R1 is the contact resistance from the ohmic electrodes (source electrode 814 and drain electrode 815) to the cap layer 812, R2 is the contact resistance from the cap layer 812 to the channel layer 806, and R3 is the sheet resistance below the gate 813. The on-resistance of the FET is equal to the source electrode 814.
To the drain electrode 815.

【0008】他の1の文献「1996年IEEE Ga
As IC Symposium頁119」に載ってい
るように低いオン抵抗は低電圧動作において高出力、高
効率を得るために重要である。
[0008] Another document "1996 IEEE Ga"
As described in “As IC Symposium, page 119”, low on-resistance is important for obtaining high output and high efficiency in low voltage operation.

【0009】なお、この種の従来技術の他の例が特開平
9−102600号公報及び特許第2626213号公
報に開示されている。
[0009] Other examples of this type of prior art are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-102600 and Japanese Patent No. 2626213.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
はキャップ層からチャネル層へのコンタクト抵抗R2が
高いという欠点があった。その理由は、多段リセス構造
を形成するために用いているAlGaAsストッパ層の
ポテンシャルバリアが高く、キャップ層からチャネル層
へのトンネル確率が小さいためである。しかし、選択エ
ッチングのストッパ層として用いているためこの層を薄
くすることは難しい。
However, the prior art has a disadvantage that the contact resistance R2 from the cap layer to the channel layer is high. The reason is that the potential barrier of the AlGaAs stopper layer used for forming the multi-stage recess structure is high, and the tunnel probability from the cap layer to the channel layer is small. However, it is difficult to make this layer thin because it is used as a stopper layer for selective etching.

【0011】そこで本発明の目的はキャップ層からチャ
ネル層へのコンタクト抵抗を低減することが可能な電界
効果トランジスタ及びその製造方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a field effect transistor capable of reducing the contact resistance from the cap layer to the channel layer and a method for manufacturing the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、InGaAs又はGaAsで構成されるチ
ャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGaAs
層、AlGaAs/GaAs超格子層、GaAs層、第
2のn型不純物をド−プしたAlGaAs層及びオーミ
ック電極用のn型不純物をド−プしたInGaAs又は
GaAsで構成されるキャップ層を順次積層してなり、
さらに前記第2のAlGaAs層及びキャップ層中に形
成される第1のリセスと、この第1のリセスの中でかつ
前記AlGaAs/GaAs超格子層及びGaAs層中
に形成される第2のリセスと、この第2のリセス内に設
けられるゲート電極とを含むことを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a channel layer made of InGaAs or GaAs, and an AlGaAs doped with a first n-type impurity.
Layer, an AlGaAs / GaAs superlattice layer, a GaAs layer, an AlGaAs layer doped with a second n-type impurity, and a cap layer composed of InGaAs or GaAs doped with an n-type impurity for an ohmic electrode. And
A first recess formed in the second AlGaAs layer and the cap layer; and a second recess formed in the first recess and in the AlGaAs / GaAs superlattice layer and the GaAs layer. And a gate electrode provided in the second recess.

【0013】又、本発明による他の発明は、InGaA
s又はGaAsで構成されるチャネル層、第1のn型不
純物をド−プしたAlGaAs層、AlGaAs/Ga
As超格子層、GaAs層、第2のn型不純物をド−プ
したAlGaAs層及びオーミック電極用のn型不純物
をド−プしたInGaAs又はGaAsで構成されるキ
ャップ層を順次積層する第1ステップと、この第1ステ
ップの次に前記第2のAlGaAs層及びキャップ層中
に第1のリセスを形成する第2ステップと、この第2ス
テップの次に前記第1のリセスの中でかつ前記AlGa
As/GaAs超格子層及びGaAs層中に第2のリセ
スを形成する第3ステップと、この第3ステップの次に
前記第2のリセス内にゲート電極を設ける第4ステップ
とを含むことを特徴とする。
Another invention according to the present invention relates to InGaAs.
s or GaAs channel layer, first n-type
AlGaAs layer doped with pure material , AlGaAs / Ga
Doping an As superlattice layer, a GaAs layer, and a second n-type impurity
N-type impurity for the AlGaAs layer and the ohmic electrode
A first step of sequentially laminating a cap layer made of InGaAs or GaAs doped with GaAs, and a second step of forming a first recess in the second AlGaAs layer and the cap layer after the first step. And, after the second step, in the first recess and the AlGa
A third step of forming a second recess in the As / GaAs superlattice layer and the GaAs layer; and a fourth step of providing a gate electrode in the second recess after the third step. And

【0014】本発明及び本発明による他の発明によれ
ば、第1のAlGaAs層の上部にAlGaAs/Ga
As超格子層を積層したため、コンタクト抵抗を低減す
ることが可能となる。
According to the present invention and another invention according to the present invention, AlGaAs / Ga is formed on the first AlGaAs layer.
Since the As superlattice layer is stacked, the contact resistance can be reduced.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しながら説明する。まず、第1の実施
の形態から説明する。第1の実施の形態は請求項1及び
8の発明に関するものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the first embodiment will be described. The first embodiment relates to the first and eighth aspects of the present invention.

【0016】図1は本発明の第1の実施の形態の構成を
示す断面図、図2〜図4は同形態の製造過程における断
面図、図5は同形態の製造工程を示すフローチャートで
ある。以下、図1〜図5を参照して第1の実施の形態に
ついて説明する。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the first embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views in the manufacturing process of the same embodiment, and FIG. 5 is a flowchart showing the manufacturing process of the same embodiment. . Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0017】まず、半絶縁性GaAs基板101上に、
膜厚400nmのGaAsバッファ層102、膜厚10
0nmのアンドープAl0.2 Ga0.8 Asバッファー
層103、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚4n
mのAl0.2 Ga0.8 As電子供給層104、膜厚2
nmのアンドープAl0.2 Ga0.8 Asスペーサ層1
05、膜厚15nmのアンドープIn0.2 Ga0.8
sチャネル層106、膜厚2nmのアンドープAl0.2
Ga0.8 Asスペーサ層107、Siを4×1018
-3ドープした膜厚9nmのAl0.2 Ga0.8 As電
子供給層108、膜厚17nmのアンドープAl0.2
Ga0.8 Asショットキゲートコンタクト層109、
Al0.2 Ga0.8 As(0.5nm)/GaAs
(0.5nm)×3周期の超格子層110、膜厚30n
mのアンドープGaAs埋め込み層111、Siを4×
1018cm-3ドープした膜厚6nmのAl0.2 Ga0.8
Asワイドリセスストッパ層112、Siを4×10
18cm-3ドープした膜厚100nmのGaAsキャップ
層113を順次分子線成長法又は有機金属気相成長法に
よりエピタキシャル成長する(S1)。図2はエピタキ
シャル成長後の構造を示している。
First, on a semi-insulating GaAs substrate 101,
GaAs buffer layer 102 having a thickness of 400 nm and a thickness of 10
0 nm undoped Al 0.2 Ga 0.8 As buffer layer 103, 4 n thick doped with 4 × 10 18 cm −3 of Si
m Al 0.2 Ga 0.8 As electron supply layer 104, thickness 2
nm undoped Al 0.2 Ga 0.8 As spacer layer 1
05, undoped In 0.2 Ga 0.8 A with a thickness of 15 nm
s channel layer 106, undoped Al 0.2 with a thickness of 2 nm
Ga 0.8 As spacer layer 107, Si is 4 × 10 18 c
9 nm thick Al 0.2 Ga 0.8 As electron supply layer 108 doped with m −3 , 17 nm thick undoped Al 0.2
Ga 0.8 As Schottky gate contact layer 109,
Al 0.2 Ga 0.8 As (0.5 nm) / GaAs
(0.5 nm) × 3-period superlattice layer 110, film thickness 30n
m undoped GaAs buried layer 111, 4 ×
10 18 cm -3 doped thickness 6nm of Al 0.2 Ga 0.8
As wide recess stopper layer 112, 4 × 10 Si
A 100 nm-thick GaAs cap layer 113 doped with 18 cm -3 is sequentially epitaxially grown by molecular beam epitaxy or metal organic chemical vapor deposition (S1). FIG. 2 shows the structure after the epitaxial growth.

【0018】次に、図3に示すように作成したウエハ上
にワイドリセス部が開口したマスク901を形成し(S
2)、Al0.2 Ga0.8 Asワイドリセスストッパ層
112をストッパ層に用いてGaAsキャップ層113
を選択的にエッチングする(S3)。このような選択エ
ッチングはECRエッチング装置又はRIE装置を用
い、ハロゲン元素として塩素のみを含んだ塩化ガスとフ
ッ素のみを含んだフッ化物ガスとの混合ガス(例えばB
Cl3 + SF6 等)を導入したドライエッチングに
より可能である。
Next, a mask 901 having a wide recess is formed on the wafer prepared as shown in FIG.
2), a GaAs cap layer 113 using the Al 0.2 Ga 0.8 As wide recess stopper layer 112 as a stopper layer.
Is selectively etched (S3). Such selective etching uses an ECR etching apparatus or an RIE apparatus, and uses a mixed gas (for example, B2) of a chloride gas containing only chlorine as a halogen element and a fluoride gas containing only fluorine as a halogen element.
Cl 3 + SF 6, etc.) can be by dry etching was introduced.

【0019】そのマスクを除去後、図4に示すように新
たにゲートリセス部が開口したマスク902を形成し
(S4)、Al0.2 Ga0.8 Asゲートコンタクト層
109をストッパ層に用いてGaAsゲート埋込み層1
10、Al0.2 Ga0.8 As(0.5nm)/GaA
s(0.5nm)×3周期の超格子層110を選択的に
エッチングする(S5)。
After the mask is removed, a mask 902 having a new gate recess is formed as shown in FIG. 4 (S4), and the GaAs gate buried layer is formed by using the Al 0.2 Ga 0.8 As gate contact layer 109 as a stopper layer. 1
10, Al 0.2 Ga 0.8 As (0.5 nm) / GaAs
The superlattice layer 110 of s (0.5 nm) × 3 periods is selectively etched (S5).

【0020】次に、エッチングの結果露出したAl0.2
Ga0.8 Asゲートコンタクト層109の露出部10
9aにゲート電極114を形成し(S6)、AuGeを
蒸着リフトオフ及びアロイ(例えば400℃/min)
を行い、オーミック電極としてソース電極115及びド
レイン電極116を形成する(S7)。
Next, Al 0.2 exposed as a result of the etching is used.
Exposed portion 10 of Ga 0.8 As gate contact layer 109
A gate electrode 114 is formed on 9a (S6), and AuGe is vapor-deposited by lift-off and alloying (for example, 400 ° C./min).
To form a source electrode 115 and a drain electrode 116 as ohmic electrodes (S7).

【0021】第1の実施の形態の構造によれば、ソース
ドレイン間ではポテンシャルバリアとして効いてくるA
lGaAsショットキ層108上部にAlGaAs/G
aAs超格子層110が積層されていることによりGa
As埋め込み層111との界面で起こるコンダクション
バンドの曲がりが小さくなり、この部分におけるシート
抵抗が低減される。又、ゲートショットキ直下において
はゲートリセス形成時にAlGaAs/GaAs超格子
層110層は削れているためショットキ層形成に効いて
くるφB(ショットキ障壁高さ;単位エレクトロンボル
ト,以下同様)はAl0.2 Ga0.8 Asの値をとる。
以上の結果、0.1Ω・mmオン抵抗が低減される。
According to the structure of the first embodiment, A acts as a potential barrier between the source and the drain.
AlGaAs / G is formed on the lGaAs Schottky layer 108.
Since the aAs superlattice layer 110 is laminated, Ga
The bending of the conduction band occurring at the interface with the As buried layer 111 is reduced, and the sheet resistance at this portion is reduced. Immediately below the gate Schottky, φB (Schottky barrier height; unit electron volt, hereinafter the same) which is effective in forming the Schottky layer since the AlGaAs / GaAs superlattice layer 110 is shaved during gate recess formation is Al 0.2 Ga 0.8 As. Take the value of
As a result, the 0.1 Ω · mm on-resistance is reduced.

【0022】次に、第2の実施の形態について説明す
る。第2の実施の形態は請求項2及び9の発明に関する
ものである。
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment relates to the second and ninth aspects of the present invention.

【0023】図6は本発明の第2の実施の形態の構成を
示す断面図、図7は同形態の製造工程を示すフローチャ
ートである。なお、以後の実施の形態において同形態の
製造過程における断面図は図示を省略する。以下、図6
及び図7を参照して第2の実施の形態について説明す
る。
FIG. 6 is a sectional view showing the structure of the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a flowchart showing the manufacturing process of the same embodiment. In the following embodiments, a cross-sectional view of the same embodiment in a manufacturing process is omitted. Hereinafter, FIG.
A second embodiment will be described with reference to FIG.

【0024】半絶縁性GaAs基板201上に、膜厚4
00nmのGaAsバッファ層202、膜厚100nm
のアンドープAl0.2 Ga0.8 Asバッファー層20
3、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚4nmのA
0.2 Ga0.8 As電子供給層204、膜厚2nmの
アンドープAl0.2 Ga0.8 Asスペーサ層205、
膜厚15nmのアンドープIn0.2 Ga0.8 Asチャ
ネル層206、膜厚2nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asスペーサ層207、Siを4×1018cm-3
ドープした膜厚9nmのAl0.2 Ga0.8 As電子供
給層208、膜厚17nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 ショットキゲートコンタクト層209、膜厚30
nmのアンドープGaAs埋め込み層210、Siを4
×1018cm -3ドープした膜厚3nmのAl0.2 Ga
0.8 Asワイドリセスストッパ層211、Siを4×
1018cm-3ドープした膜厚3nmのAl0.1 Ga0.9
As層212、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚
100nmのGaAsキャップ層213を順次分子線成
長法又は有機金属気相成長法によりエピタキシャル成長
する(S11)。
On a semi-insulating GaAs substrate 201, a film thickness of 4
GaAs buffer layer 202 of 00 nm, thickness of 100 nm
Undoped Al0.2 Ga0.8 As buffer layer 20
3, 4 × 10 Si18cm-34 nm thick doped A
l0.2 Ga0.8 As electron supply layer 204, 2 nm thick
Undoped Al0.2 Ga0.8 As spacer layer 205,
Undoped In with a thickness of 15 nm0.2 Ga0.8 As Cha
Tunnel layer 206, undoped Al having a thickness of 2 nm0.2 Ga
0.8 As spacer layer 207, 4 × 10 Si18cm-3
Al doped 9nm thick0.2 Ga0.8 As Den children
Supply layer 208, undoped Al with a thickness of 17 nm0.2 Ga
0.8 Schottky gate contact layer 209, thickness 30
undoped GaAs buried layer 210 nm,
× 1018cm -3Al doped 3nm thick0.2 Ga
0.8 As wide recess stopper layer 211, Si is 4 ×
1018cm-3Al doped 3nm thick0.1 Ga0.9
 As layer 212, 4 × 10 Si18cm-3Doped film thickness
A 100 nm GaAs cap layer 213 is sequentially formed with a molecular beam.
Epitaxial growth by long method or metalorganic vapor phase epitaxy
(S11).

【0025】作成したウェハ上にワイドリセスが開口し
たマスクを形成し(S12)、Al 0.2 Ga0.8 As
ワイドリセスストッパ層211をストッパ層に用いてA
0. 1 Ga0.9 As層212、GaAsキャップ層2
13層を選択的にエッチングする(S13)。
A wide recess is opened on the formed wafer.
A mask is formed (S12). 0.2 Ga0.8 As
Using the wide recess stopper layer 211 as the stopper layer,
l0. 1 Ga0.9 As layer 212, GaAs cap layer 2
The 13 layers are selectively etched (S13).

【0026】このような選択エッチングはECRエッチ
ング装置又はRIE装置を用い、ハロゲン元素として塩
素のみを含んだ塩化ガスとフッ素のみを含んだフッ化物
ガスとの混合ガス(例えばBCl3 + SF6 等)を
導入したドライエッチングにより可能である。
For such selective etching, an ECR etching apparatus or an RIE apparatus is used, and a mixed gas of a chloride gas containing only chlorine as a halogen element and a fluoride gas containing only fluorine (for example, BCl 3 + SF 6 ). This can be achieved by dry etching in which is introduced.

【0027】そのマスクを除去後、新たにゲートリセス
部が開口したマスクを形成し(S14)、Al0.2
0.8 Asゲートコンタクト層209をストッパ層に
用いてGaAsゲート埋め込み層210を選択的にエッ
チングする(S15)。表面に露出したゲートコンタク
ト層209上にゲート電極214を形成する(S1
6)。次にAuGeを蒸着リフトオフ及びアロイ(例え
ば400℃/min)を行い、オーミック電極として、
ソース電極215及びドレイン電極216を形成する
(S17)。
[0027] After removing the mask, to form a new mask gate recess is opened (S14), Al 0.2 G
The GaAs gate buried layer 210 is selectively etched using the a 0.8 As gate contact layer 209 as a stopper layer (S15). A gate electrode 214 is formed on the gate contact layer 209 exposed on the surface (S1)
6). Next, AuGe is subjected to vapor deposition lift-off and alloying (for example, 400 ° C./min), and
A source electrode 215 and a drain electrode 216 are formed (S17).

【0028】第2の実施の形態の構造によれば、AlG
aAsワイドリセスストッパ層が二段構造になっている
(211層と212層)ことによりこの部分におけるシ
ート抵抗が低減される。以上の結果、0.05Ω・mm
オン抵抗が低減される。
According to the structure of the second embodiment, AlG
Since the aAs wide recess stopper layer has a two-stage structure (211 layers and 212 layers), the sheet resistance in this portion is reduced. As a result, 0.05Ω · mm
ON resistance is reduced.

【0029】次に、第3の実施の形態について説明す
る。第3の実施の形態は請求項3及び10の発明に関す
るものである。
Next, a third embodiment will be described. The third embodiment relates to the third and tenth aspects of the present invention.

【0030】図8は本発明の第3の実施の形態の構成を
示す断面図、図9は同形態の製造工程を示すフローチャ
ートである。以下、図8及び図9を参照して第3の実施
の形態について説明する。
FIG. 8 is a sectional view showing the structure of the third embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a flow chart showing the manufacturing process of the third embodiment. Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to FIGS.

【0031】半絶縁性GaAs基板301上に、膜厚4
00nmのGaAsバッファ層302、膜厚100nm
のアンドープAl0.2 Ga0.8 Asバッファー層30
3、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚4nmのA
0.2 Ga0.8 As電子供給層304、膜厚2nmの
アンドープAl0.2 Ga0.8 Asスペーサ層305、
膜厚15nmのアンドープIn0.2 Ga0.8 Asチャ
ネル層306、膜厚2nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asスペーサ層307、Siを4×1018cm-3
ドープした膜厚9nmのAl0.2 Ga0.8 As電子供
給層308、膜厚17nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asショットキゲートコンタクト層309、膜厚
30nmのアンドープGaAs埋め込み層310、Si
を4×1018cm-3ドープした膜厚3nmのAl0.2
Ga0.8 As層311、Siを4×1018cm-3ドー
プした膜厚0.5nmのAl0.18Ga0.82As層31
2、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚0.5nm
のAl0.15Ga0.85As層313、Siを4×1018
-3ドープした膜厚0.5nmのAl0.12Ga0.88As
層314、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚0.
5nmのAl0.09Ga0.91As層315、Siを4×1
18cm-3ドープした膜厚0.5nmのAl0.06Ga
0.94As層316、Siを4×1018cm-3ドープした
膜厚0.5nmのAl0. 03Ga0.97As層317、Si
を4×1018cm-3ドープした膜厚100nmのGaA
sキャップ層318を順次分子線成長法又は有機金属気
相成長法によりエピタキシャル成長する(S21)。
On a semi-insulating GaAs substrate 301, a film having a thickness of 4
GaAs buffer layer 302 of 00 nm, thickness of 100 nm
Undoped Al0.2 Ga0.8 As buffer layer 30
3, 4 × 10 Si18cm-34 nm thick doped A
l0.2 Ga0.8 As electron supply layer 304 having a thickness of 2 nm
Undoped Al0.2 Ga0.8 As spacer layer 305,
Undoped In with a thickness of 15 nm0.2 Ga0.8 As Cha
Flannel layer 306, 2 nm-thick undoped Al0.2 Ga
0.8 As spacer layer 307, 4 × 10 Si18cm-3
Al doped 9nm thick0.2 Ga0.8 As Den children
Supply layer 308, undoped Al with a thickness of 17 nm0.2 Ga
0.8 As Schottky gate contact layer 309, thickness
30 nm undoped GaAs buried layer 310, Si
Is 4 × 1018cm-3Al doped 3nm thick0.2 
Ga0.8 As layer 311, Si is 4 × 1018cm-3Do
0.5nm thick Al0.18Ga0.82As layer 31
2, 4 × 10 Si18cm-30.5nm doped film thickness
Al0.15Ga0.85As layer 313, Si is 4 × 1018c
m-30.5 nm thick doped Al0.12Ga0.88As
Layer 314, 4 × 10 Si18cm-3Doped film thickness
5nm Al0.09Ga0.91As layer 315, Si 4 × 1
018cm-30.5 nm thick doped Al0.06Ga
0.94As layer 316, 4 × 10 Si18cm-3Doped
0.5 nm thick Al0. 03Ga0.97As layer 317, Si
Is 4 × 1018cm-3100 nm doped GaAs
The s cap layer 318 is sequentially formed by a molecular beam growth method or an organic metal
Epitaxial growth is performed by a phase growth method (S21).

【0032】作成したウェハ上にワイドリセスが開口し
たマスクを形成し(S22)、Al 0.2 Ga0.8 As
ワイドリセスストッパ層311をストッパ層に用いてA
lGaAs層312〜317、GaAsキャップ層31
3層を選択的にエッチングする(S23)。
A wide recess is opened on the formed wafer.
A mask is formed (S22). 0.2 Ga0.8 As
Using the wide recess stopper layer 311 as a stopper layer,
lGaAs layers 312-317, GaAs cap layer 31
The three layers are selectively etched (S23).

【0033】このような選択エッチングはECRエッチ
ング装置又はRIE装置を用い、ハロゲン元素として塩
素のみを含んだ塩化ガスとフッ素のみを含んだフッ化物
ガスとの混合ガス(例えばBCl3 + SF6 等)を
導入したドライエッチングにより可能である。
For such selective etching, an ECR etching apparatus or an RIE apparatus is used, and a mixed gas of a chlorine gas containing only chlorine as a halogen element and a fluoride gas containing only fluorine (for example, BCl 3 + SF 6 ). This can be achieved by dry etching in which is introduced.

【0034】そのマスクを除去後、新たにゲートリセス
部が開口したマスクを形成し(S24)、Al0.2
0.8 Asゲートコンタクト層309をストッパ層に
用いてGaAsゲート埋め込み層310を選択的にエッ
チングする(S25)。
[0034] After removing the mask, to form a new mask gate recess is opened (S24), Al 0.2 G
The GaAs gate buried layer 310 is selectively etched using the a 0.8 As gate contact layer 309 as a stopper layer (S25).

【0035】表面に露出したゲートコンタクト層309
上にゲート電極319を形成する(S26)。次にAu
Geを蒸着リフトオフ及びアロイ(例えば400℃/m
in)を行い、オーミック電極として、ソース電極32
0及びドレイン電極321を形成する(S27)。
Gate contact layer 309 exposed on the surface
A gate electrode 319 is formed thereon (S26). Then Au
Ge is vapor-deposited by lift-off and alloy (for example, 400 ° C./m
in), and the source electrode 32 is formed as an ohmic electrode.
0 and a drain electrode 321 are formed (S27).

【0036】第3の実施の形態の構造によれば、AlG
aAsワイドリセスストッパ層が二段構造になっている
(311層と312〜317層)ことによりこの部分に
おけるシート抵抗が低減される。以上の結果、0.05
Ω・mmオン抵抗が低減される。
According to the structure of the third embodiment, AlG
Since the aAs wide recess stopper layer has a two-stage structure (311 layers and 312 to 317 layers), the sheet resistance in this portion is reduced. As a result, 0.05
Ω · mm ON resistance is reduced.

【0037】次に、第4の実施の形態について説明す
る。第4の実施の形態は請求項4及び11の発明に関す
るものである。
Next, a fourth embodiment will be described. The fourth embodiment relates to the fourth and eleventh inventions.

【0038】図10は本発明の第4の実施の形態の構成
を示す断面図、図11は同形態の製造工程を示すフロー
チャートである。以下、図10及び図11を参照して第
4の実施の形態について説明する。
FIG. 10 is a sectional view showing the structure of the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a flowchart showing the manufacturing steps of the fourth embodiment. Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to FIGS.

【0039】半絶縁性GaAs基板401上に、膜厚4
00nmのGaAsバッファ層402、膜厚100nm
のアンドープAl0.2 Ga0.8 Asバッファー層40
3、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚4nmのA
0.2 Ga0.8 As電子供給層404、膜厚2nmの
アンドープAl0.2 Ga0.8 Asスペーサ層405、
膜厚15nmのアンドープIn0.2 Ga0.8 Asチャ
ネル層406、膜厚2nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asスペーサ層407、Siを4×1018cm-3
ドープした膜厚9nmのAl0.2 Ga0.8 As電子供
給層408、膜厚17nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asショットキゲートコンタクト層409、膜厚
3nmのアンドープAl0.1 Ga0.9 As層410、
膜厚30nmのアンドープGaAs埋め込み層411、
Siを4×1018cm-3ドープした膜厚6nmのSiを
4×1018cm-3ドープした膜厚3nmのAl0.2
0.8Asワイドリセスストッパ層412、Siを4×
1018cm-3ドープした膜厚3nmのAl0.1 Ga0.9
AsAs層413、Siを4×1018cm-3ドープした
膜厚100nmのGaAsキャップ層414を順次分子
線成長法又は有機金属気相成長法によりエピタキシャル
成長する(S31)。
On a semi-insulating GaAs substrate 401, a film having a thickness of 4
GaAs buffer layer 402 having a thickness of 100 nm and a thickness of 100 nm
Undoped Al 0.2 Ga 0.8 As buffer layer 40
3, 4 nm thick A doped with 4 × 10 18 cm −3 of Si
l 0.2 Ga 0.8 As electron supply layer 404, undoped Al 0.2 Ga 0.8 As spacer layer 405 having a thickness of 2 nm,
Undoped In 0.2 Ga 0.8 As channel layer 406 with a thickness of 15 nm, undoped Al 0.2 Ga with a thickness of 2 nm
0.8 As spacer layer 407, Si is 4 × 10 18 cm −3
A doped 9-nm thick Al 0.2 Ga 0.8 As electron supply layer 408, a 17-nm thick undoped Al 0.2 Ga
0.8 As Schottky gate contact layer 409, undoped Al 0.1 Ga 0.9 As layer 410 having a thickness of 3 nm,
An undoped GaAs buried layer 411 having a thickness of 30 nm;
3 nm thick Al 0.2 G doped with 4 × 10 18 cm −3 of Si doped with 4 × 10 18 cm −3 of Si
a 0.8 As wide recess stopper layer 412, 4 × Si
10 18 cm -3 Al 0.1 Ga 0.9 of doped thickness 3nm
An AsAs layer 413 and a 100 nm-thick GaAs cap layer 414 doped with Si at 4 × 10 18 cm −3 are sequentially epitaxially grown by molecular beam growth or metal organic chemical vapor deposition (S31).

【0040】作成したウェハ上にワイドリセスが開口し
たマスクを形成し(S32)、Al 0.2 Ga0.8 As
ワイドリセスストッパ層412をストッパ層に用いてG
aAsキャップ層414層、AlGaAs413層を選
択的にエッチングする(S33)。
A wide recess is opened on the created wafer.
A mask is formed (S32). 0.2 Ga0.8 As
Using the wide recess stopper layer 412 as a stopper layer,
aAs cap layer 414 layer and AlGaAs 413 layer were selected.
It is selectively etched (S33).

【0041】このような選択エッチングはECRエッチ
ング装置又はRIE装置を用い、ハロゲン元素として塩
素のみを含んだ塩化ガスとフッ素のみを含んだフッ化物
ガスとの混合ガス(例えばBCl3 + SF6 等)を
導入したドライエッチングにより可能である。
For such selective etching, an ECR etching apparatus or an RIE apparatus is used, and a mixed gas of a chloride gas containing only chlorine as a halogen element and a fluoride gas containing only fluorine (for example, BCl 3 + SF 6 ). This can be achieved by dry etching in which is introduced.

【0042】そのマスクを除去後、新たにゲートリセス
部が開口したマスクを形成し(S34)、Al0.2
0.8 Asゲートコンタクト層409をストッパ層に
用いてGaAsゲート埋め込み層411、Al0.1
0.9 As層410を選択的にエッチングする(S3
5)。
[0042] After removing the mask, to form a new mask gate recess is opened (S34), Al 0.2 G
a 0.8 As gate contact layer 409 is used as a stopper layer to form a GaAs gate buried layer 411 and Al 0.1 G
a 0.9 As layer 410 is selectively etched (S3
5).

【0043】表面に露出したゲートコンタクト層409
上にゲート電極415を形成する(S36)。次にAu
Geを蒸着リフトオフ及びアロイ(例えば400℃/m
in)を行い、オーミック電極として、ソース電極41
6及びドレイン電極417を形成する(S37)。
Gate contact layer 409 exposed on the surface
A gate electrode 415 is formed thereon (S36). Then Au
Ge is vapor-deposited by lift-off and alloy (for example, 400 ° C./m
in), and the source electrode 41 is formed as an ohmic electrode.
6 and a drain electrode 417 are formed (S37).

【0044】第4の実施の形態の構造によれば、ソース
ドレイン間ではポテンシャルバリアとして効いてくるA
lGaAsショットキ層が二段構造になっている(41
2層と413層)ことによりこの部分におけるシート抵
抗が低減される。又、ゲートショットキ直下においては
ゲートリセス形成時にショットキ層410層は削れてい
るためショットキ層形成に効いてくるφBはAl0.2
Ga0.8 Asの値をとる。以上の結果、0.15Ω・
mmオン抵抗が低減される。
According to the structure of the fourth embodiment, A which acts as a potential barrier between the source and the drain is used.
The lGaAs Schottky layer has a two-stage structure (41).
With two layers and 413 layers), the sheet resistance in this portion is reduced. Moreover, [phi] B come into play in the Schottky layer formed since the scraping Schottky layer 410 layer at the gate recess formed in the gate Schottky immediately below Al 0.2
Take the value of Ga 0.8 As. As a result, 0.15Ω
mm on-resistance is reduced.

【0045】次に、第5の実施の形態について説明す
る。第5の実施の形態は請求項5及び12の発明に関す
るものである。
Next, a fifth embodiment will be described. The fifth embodiment relates to the fifth and twelfth aspects.

【0046】図12は本発明の第5の実施の形態の構成
を示す断面図、図13は同形態の製造工程を示すフロー
チャートである。以下、図12及び図13を参照して第
5の実施の形態について説明する。
FIG. 12 is a sectional view showing the structure of the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a flowchart showing the manufacturing steps of the fifth embodiment. Hereinafter, the fifth embodiment will be described with reference to FIGS.

【0047】半絶縁性GaAs基板501上に、膜厚4
00nmのGaAsバッファ層502、膜厚100nm
のアンドープAl0.2 Ga0.8 Asバッファー層50
3、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚4nmのA
0.2 Ga0.8 As電子供給層504、膜厚2nmの
アンドープAl0.2 Ga0.8 Asスペーサ層505、
膜厚15nmのアンドープIn0.2 Ga0.8 Asチャ
ネル層506、膜厚2nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asスペーサ層507、Siを4×1018cm-3
ドープした膜厚9nmのAl0.2 Ga0.8 As電子供
給層508、膜厚17nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asショットキゲートコンタクト層509、Al
0.2 Ga0.8 As(0.5nm)/GaAs(0.5
nm)×3周期の超格子層510、膜厚30nmのアン
ドープGaAs埋め込み層511、Siを4×1018
-3ドープした膜厚6nmのSiを4×1018cm-3
ープした膜厚3nmのAl0.2 Ga0.8 Asワイドリ
セスストッパ層512、Siを4×1018cm-3ドープ
した膜厚3nmのAl0.1 Ga0.9 As層513、S
iを4×1018cm-3ドープした膜厚100nmのGa
Asキャップ層514を順次分子線成長法又は有機金属
気相成長法によりエピタキシャル成長する(S41)。
On a semi-insulating GaAs substrate 501, a film thickness of 4
GaAs buffer layer 502 of 00 nm, thickness of 100 nm
Undoped Al 0.2 Ga 0.8 As buffer layer 50
3, 4 nm thick A doped with 4 × 10 18 cm −3 of Si
l 0.2 Ga 0.8 As electron supply layer 504, undoped Al 0.2 Ga 0.8 As spacer layer 505 having a thickness of 2 nm,
Undoped In 0.2 Ga 0.8 As channel layer 506 with a thickness of 15 nm, undoped Al 0.2 Ga with a thickness of 2 nm
0.8 As spacer layer 507, Si is 4 × 10 18 cm −3
Doped 9 nm thick Al 0.2 Ga 0.8 As electron supply layer 508, 17 nm thick undoped Al 0.2 Ga
0.8 As Schottky gate contact layer 509, Al
0.2 Ga 0.8 As (0.5 nm) / GaAs (0.5
nm) × 3-period superlattice layer 510, 30 nm-thick undoped GaAs buried layer 511, Si is 4 × 10 18 c
Al 0.2 Ga 0.8 As wide recess stopper layer 512 with a thickness of 3 nm doped with m −3 doped Si with a thickness of 4 nm and 4 × 10 18 cm −3, and a 3 nm thick Si doped with 4 × 10 18 cm −3 doped Si with a thickness of 4 × 10 18 cm −3 . Al 0.1 Ga 0.9 As layer 513, S
i is 4 × 10 18 cm −3 doped Ga having a thickness of 100 nm
The As cap layer 514 is sequentially epitaxially grown by a molecular beam growth method or a metal organic chemical vapor deposition method (S41).

【0048】作成したウェハ上にワイドリセスが開口し
たマスクを形成し(S42)、Al 0.2 Ga0.8 As
ワイドリセスストッパ層512をストッパ層に用いてG
aAsキャップ層514層、AlGaAs層513を選
択的にエッチングする(S43)。
A wide recess is opened on the formed wafer.
A mask is formed (S42). 0.2 Ga0.8 As
Using wide recess stopper layer 512 as a stopper layer,
a Cap layer 514 and AlGaAs layer 513 are selected.
It is selectively etched (S43).

【0049】このような選択エッチングはECRエッチ
ング装置又はRIE装置を用い、ハロゲン元素として塩
素のみを含んだ塩化ガスとフッ素のみを含んだフッ化物
ガスとの混合ガス(例えばBCl3 + SF6 等)を
導入したドライエッチングにより可能である。
For such selective etching, an ECR etching apparatus or an RIE apparatus is used, and a mixed gas of a chloride gas containing only chlorine as a halogen element and a fluoride gas containing only fluorine (for example, BCl 3 + SF 6 ). This can be achieved by dry etching in which is introduced.

【0050】そのマスクを除去後、新たにゲートリセス
部が開口したマスクを形成し(S44)、Al0.2
0.8 Asゲートコンタクト層509をストッパ層に
用いてGaAsゲート埋め込み層511、Al0.2
0.8 As(0.5nm)/GaAs(0.5nm)
×3周期の超格子層510を選択的にエッチングする
(S45)。
[0050] After removing the mask, to form a new mask gate recess is opened (S44), Al 0.2 G
Using the a 0.8 As gate contact layer 509 as a stopper layer, the GaAs gate buried layer 511, Al 0.2 G
a 0.8 As (0.5 nm) / GaAs (0.5 nm)
The superlattice layer 510 of × 3 periods is selectively etched (S45).

【0051】表面に露出したゲートコンタクト層509
上にゲート電極515を形成する(S46)。次にAu
Geを蒸着リフトオフ及びアロイ(例えば400℃/m
in)を行い、オーミック電極として、ソース電極51
6及びドレイン電極517を形成する(S47)。
Gate contact layer 509 exposed on the surface
A gate electrode 515 is formed thereon (S46). Then Au
Ge is vapor-deposited by lift-off and alloy (for example, 400 ° C./m
in), and the source electrode 51 is formed as an ohmic electrode.
6 and a drain electrode 517 are formed (S47).

【0052】第5の実施の形態の構造によれば、ソース
ドレイン間ではポテンシャルバリアとして効いてくるA
lGaAsショットキ層が二段構造になっている(51
2層と513層)ことによりこの部分におけるシート抵
抗が低減される。又、ゲートショットキ直下においては
ゲートリセス形成時にAlGaAs層510層は削れて
いるためショットキ層形成に効いてくるφBはAl0.2
Ga0.8 Asの値をとる。以上の結果、0.15Ω・
mmオン抵抗が低減される。
According to the structure of the fifth embodiment, A acts as a potential barrier between the source and the drain.
The 1-GaAs Schottky layer has a two-stage structure (51).
With two layers and 513 layers), the sheet resistance in this portion is reduced. Moreover, [phi] B come into play in the Schottky layer formed since the scraping AlGaAs layer 510 layer at the gate recess formed in the gate Schottky immediately below Al 0.2
Take the value of Ga 0.8 As. As a result, 0.15Ω
mm on-resistance is reduced.

【0053】次に、第6の実施の形態について説明す
る。第6の実施の形態は請求項6及び13の発明に関す
るものである。
Next, a sixth embodiment will be described. The sixth embodiment relates to the sixth and thirteenth inventions.

【0054】図14は本発明の第6の実施の形態の構成
を示す断面図、図15は同形態の製造工程を示すフロー
チャートである。以下、図14及び図15を参照して第
6の実施の形態について説明する。
FIG. 14 is a sectional view showing the structure of the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a flowchart showing the manufacturing steps of the sixth embodiment. Hereinafter, the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15.

【0055】半絶縁性GaAs基板601上に、膜厚4
00nmのGaAsバッファ層602、膜厚100nm
のアンドープAl0.2 Ga0.8 Asバッファー層60
3、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚4nmのA
0.2 Ga0.8 As電子供給層604、膜厚2nmの
アンドープAl0.2 Ga0.8 Asスペーサ層605、
膜厚15nmのアンドープIn0.2 Ga0.8 Asチャ
ネル層606、膜厚2nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asスペーサ層607、Siを4×1018cm-3
ドープした膜厚9nmのAl0.2 Ga0.8 As電子供
給層608、膜厚17nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asショットキゲートコンタクト層609、膜厚
3nmのアンドープAl0.1 Ga0.9 As層610、
膜厚30nmのアンドープGaAs埋め込み層611、
Siを4×1018cm-3ドープした膜厚3nmのAl
0.2 Ga0.8 As層612、Siを4×1018cm-3
ドープした膜厚0.5nmのAl0.18Ga0.82As層6
13、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚0.5n
mのAl0.15Ga0.85As層614、Siを4×1018
cm-3ドープした膜厚0.5nmのAl0.12Ga0.88
s層615、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚
0.5nmのAl0.09Ga0.91As層616、Siを4
×1018cm-3ドープした膜厚0.5nmのAl0.06
0.94As層617、Siを4×1018cm-3ドープし
た膜厚0.5nmのAl0.03Ga0.97As層618、S
iを4×1018cm-3ドープした膜厚100nmのGa
Asキャップ層619を順次分子線成長法又は有機金属
気相成長法によりエピタキシャル成長する(S51)。
On a semi-insulating GaAs substrate 601, a film thickness of 4
00 nm GaAs buffer layer 602, 100 nm thick
Undoped Al 0.2 Ga 0.8 As buffer layer 60
3, 4 nm thick A doped with 4 × 10 18 cm −3 of Si
l 0.2 Ga 0.8 As electron supply layer 604, an undoped Al 0.2 Ga 0.8 As spacer layer 605 having a thickness of 2 nm,
Undoped In 0.2 Ga 0.8 As channel layer 606 with a thickness of 15 nm, undoped Al 0.2 Ga with a thickness of 2 nm
0.8 As spacer layer 607, 4 × 10 18 cm −3 of Si
Doped 9 nm thick Al 0.2 Ga 0.8 As electron supply layer 608, 17 nm thick undoped Al 0.2 Ga
0.8 As Schottky gate contact layer 609, undoped Al 0.1 Ga 0.9 As layer 610 having a thickness of 3 nm,
An undoped GaAs buried layer 611 having a thickness of 30 nm;
3 nm thick Al doped with 4 × 10 18 cm −3 of Si
0.2 Ga 0.8 As layer 612, Si is 4 × 10 18 cm −3
0.5 nm doped Al 0.18 Ga 0.82 As layer 6
13. Film thickness 0.5n doped with 4 × 10 18 cm −3 of Si
m Al 0.15 Ga 0.85 As layer 614, Si is 4 × 10 18
0.5 nm thick Al 0.12 Ga 0.88 A doped with cm -3
s layer 615, Al 0.09 Ga 0.91 As layer 616 with a thickness of 0.5 nm doped with 4 × 10 18 cm −3 of Si, 4
× 10 18 cm -3 doped Al 0.06 G with a thickness of 0.5 nm
a 0.94 As layer 617, Al 0.03 Ga 0.97 As layer 618 doped with Si at 4 × 10 18 cm -3 and having a thickness of 0.5 nm, S
i is 4 × 10 18 cm −3 doped Ga having a thickness of 100 nm
The As cap layer 619 is epitaxially grown sequentially by a molecular beam growth method or a metal organic chemical vapor deposition method (S51).

【0056】作成したウェハ上にワイドリセスが開口し
たマスクを形成し(S52)、Al 0.2 Ga0.8 As
ワイドリセスストッパ層612をストッパ層に用いてG
aAsキャップ層614層、AlGaAs層613〜6
18を選択的にエッチングする(S53)。
A wide recess is opened on the created wafer.
A mask is formed (S52). 0.2 Ga0.8 As
Using the wide recess stopper layer 612 as the stopper layer,
aAs cap layer 614, AlGaAs layers 613-6
18 is selectively etched (S53).

【0057】このような選択エッチングはECRエッチ
ング装置又はRIE装置を用い、ハロゲン元素として塩
素のみを含んだ塩化ガスとフッ素のみを含んだフッ化物
ガスとの混合ガス(例えばBCl3 + SF6 等)を
導入したドライエッチングにより可能である。
For such selective etching, an ECR etching apparatus or an RIE apparatus is used, and a mixed gas of a chlorine gas containing only chlorine as a halogen element and a fluoride gas containing only fluorine (for example, BCl 3 + SF 6 ). This can be achieved by dry etching in which is introduced.

【0058】そのマスクを除去後、新たにゲートリセス
部が開口したマスクを形成し(S54)、Al0.2
0.8 Asゲートコンタクト層609をストッパ層に
用いてGaAsゲート埋め込み層611、Al0.1
0.9 As層610を選択的にエッチングする(S5
5)。
[0058] After removing the mask, to form a new mask gate recess is opened (S54), Al 0.2 G
Using the a 0.8 As gate contact layer 609 as a stopper layer, the GaAs gate buried layer 611, Al 0.1 G
a 0.9 As layer 610 is selectively etched (S5
5).

【0059】表面に露出したゲートコンタクト層609
上にゲート電極620を形成する(S56)。次にAu
Geを蒸着リフトオフ及びアロイ(例えば400℃/m
in)を行い、オーミック電極として、ソース電極62
1及びドレイン電極622を形成する(S57)。
Gate contact layer 609 exposed on the surface
A gate electrode 620 is formed thereon (S56). Then Au
Ge is vapor-deposited by lift-off and alloy (for example, 400 ° C./m
in) to form a source electrode 62 as an ohmic electrode.
1 and a drain electrode 622 are formed (S57).

【0060】第6の実施の形態の構造によれば、ソース
ドレイン間ではポテンシャルバリアとして効いてくるA
lGaAsショットキ層が二段構造になっている(61
2層と613〜618層)ことによりこの部分における
シート抵抗が低減される。又、ゲートショットキ直下に
おいてはゲートリセス形成時にAlGaAs層610層
は削れているためショットキ層形成に効いてくるφBは
Al0.2 Ga0.8 Asの値をとる。以上の結果、0.
15Ω・mmオン抵抗が低減される。
According to the structure of the sixth embodiment, A acts as a potential barrier between the source and the drain.
The lGaAs Schottky layer has a two-stage structure (61).
With two layers and 613 to 618 layers), the sheet resistance in this portion is reduced. Immediately below the gate Schottky, since the AlGaAs layer 610 is shaved during the formation of the gate recess, φB effective for forming the Schottky layer has a value of Al 0.2 Ga 0.8 As. As a result, 0.
15 Ω · mm on-resistance is reduced.

【0061】次に、第7の実施の形態について説明す
る。第7の実施の形態は請求項7及び14の発明に関す
るものである。
Next, a seventh embodiment will be described. The seventh embodiment relates to the seventh and fourteenth aspects of the present invention.

【0062】図16は本発明の第7の実施の形態の構成
を示す断面図、図17は同形態の製造工程を示すフロー
チャートである。以下、図16及び図17を参照して第
7の実施の形態について説明する。
FIG. 16 is a sectional view showing the structure of the seventh embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a flow chart showing the manufacturing steps of the seventh embodiment. Hereinafter, the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 16 and 17.

【0063】半絶縁性GaAs基板701上に、膜厚4
00nmのGaAsバッファ層702、膜厚100nm
のアンドープAl0.2 Ga0.8 Asバッファー層70
3、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚4nmのA
0.2 Ga0.8 As電子供給層704、膜厚2nmの
アンドープAl0.2 Ga0.8 Asスペーサ層705、
膜厚15nmのアンドープIn0.2 Ga0.8 Asチャ
ネル層706、膜厚2nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asスペーサ層707、Siを4×1018cm-3
ドープした膜厚9nmのAl0.2 Ga0.8 As電子供
給層708、膜厚17nmのアンドープAl0.2 Ga
0.8 Asショットキゲートコンタクト層709、Al
0.2 Ga0.8 As(0.5nm)/GaAs(0.5
nm)×3周期の超格子層710、膜厚30nmのアン
ドープGaAs埋め込み層711、Siを4×1018
-3ドープした膜厚3nmのAl0.2 Ga0.8 As層
712、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚0.5
nmのAl0.18Ga0.82As層713、Siを4×10
18cm-3ドープした膜厚0.5nmのAl0.15Ga0.85
As層714、Siを4×1018cm-3ドープした膜厚
0.5nmのAl0.12Ga0.88As層715、Siを4
×1018cm-3ドープした膜厚0.5nmのAl 0.09
0.91As層716、Siを4×1018cm-3ドープし
た膜厚0.5nmのAl0.06Ga0.94As層717、S
iを4×1018cm-3ドープした膜厚0.5nmのAl
0.03Ga0.97As層718、Siを4×1018cm-3
ープした膜厚100nmのGaAsキャップ層719を
順次分子線成長法又は有機金属気相成長法によりエピタ
キシャル成長する(S61)。
On a semi-insulating GaAs substrate 701, a film thickness of 4
GaAs buffer layer 702 of 00 nm, thickness of 100 nm
Undoped Al0.2 Ga0.8 As buffer layer 70
3, 4 × 10 Si18cm-34 nm thick doped A
l0.2 Ga0.8 As electron supply layer 704 having a thickness of 2 nm
Undoped Al0.2 Ga0.8 As spacer layer 705,
Undoped In with a thickness of 15 nm0.2 Ga0.8 As Cha
Flannel layer 706, undoped Al 2 nm thick0.2 Ga
0.8 As spacer layer 707, 4 × 10 Si18cm-3
Al doped 9nm thick0.2 Ga0.8 As Den children
Feed layer 708, undoped Al with a thickness of 17 nm0.2 Ga
0.8 As Schottky gate contact layer 709, Al
0.2 Ga0.8 As (0.5 nm) / GaAs (0.5
nm) × 3-period superlattice layer 710, 30 nm thick
Doped GaAs buried layer 711, 4 × 1018c
m-3Al doped 3nm thick0.2 Ga0.8 As layer
712, 4 × 10 Si18cm-30.5 doped film thickness
nm Al0.18Ga0.82As layer 713, Si is 4 × 10
18cm-30.5 nm thick doped Al0.15Ga0.85
As layer 714, Si 4 × 1018cm-3Doped film thickness
0.5 nm Al0.12Ga0.88As layer 715, Si 4
× 1018cm-30.5 nm thick doped Al 0.09G
a0.91As layer 716, 4 × 10 Si18cm-3Dope
Al with a thickness of 0.5 nm0.06Ga0.94As layer 717, S
i is 4 × 1018cm-30.5 nm thick doped Al
0.03Ga0.97As layer 718, 4 × 1018cm-3Do
GaAs cap layer 719 with a thickness of 100 nm
Epitaxy by sequential molecular beam epitaxy or metalorganic vapor phase epitaxy
It grows axially (S61).

【0064】作成したウェハ上にワイドリセスが開口し
たマスクを形成し(S62)、Al 0.2 Ga0.8 As
ワイドリセスストッパ層712をストッパ層に用いてG
aAsキャップ層714、AlGaAs層713〜71
8を選択的にエッチングする(S63)。
A wide recess is opened on the created wafer.
A mask is formed (S62). 0.2 Ga0.8 As
Using wide recess stopper layer 712 as a stopper layer,
aAs cap layer 714, AlGaAs layers 713 to 71
8 is selectively etched (S63).

【0065】このような選択エッチングはECRエッチ
ング装置又はRIE装置を用い、ハロゲン元素として塩
素のみを含んだ塩化ガスとフッ素のみを含んだフッ化物
ガスとの混合ガス(例えばBCl3 + SF6 等)を
導入したドライエッチングにより可能である。
For such selective etching, an ECR etching apparatus or an RIE apparatus is used, and a mixed gas of a chloride gas containing only chlorine as a halogen element and a fluoride gas containing only fluorine (for example, BCl 3 + SF 6 ). This can be achieved by dry etching in which is introduced.

【0066】そのマスクを除去後、新たにゲートリセス
部が開口したマスクを形成し(S64)、Al0.2
0.8 Asゲートコンタクト層709をストッパ層に
用いてGaAsゲート埋め込み層711、Al0.2
0.8 As(0.5nm)/GaAs(0.5nm)
×3周期の超格子層710を選択的にエッチングする
(S65)。
[0066] After removing the mask, to form a new mask gate recess is opened (S64), Al 0.2 G
Using the a 0.8 As gate contact layer 709 as a stopper layer, the GaAs gate buried layer 711 and the Al 0.2 G
a 0.8 As (0.5 nm) / GaAs (0.5 nm)
The superlattice layer 710 of × 3 periods is selectively etched (S65).

【0067】表面に露出したゲートコンタクト層709
上にゲート電極720を形成する(S66)。次にAu
Geを蒸着リフトオフ及びアロイ(例えば400℃/m
in)を行い、オーミック電極として、ソース電極72
1及びドレイン電極722を形成する(S67)。
Gate contact layer 709 exposed on the surface
A gate electrode 720 is formed thereon (S66). Then Au
Ge is vapor-deposited by lift-off and alloy (for example, 400 ° C./m
in), and the source electrode 72 is formed as an ohmic electrode.
1 and a drain electrode 722 are formed (S67).

【0068】第7の実施の形態の構造によれば、ソース
ドレイン間ではポテンシャルバリアとして効いてくるA
lGaAsショットキ層が二段構造になっている(71
2層と713〜718層)ことによりこの部分における
シート抵抗が低減される。又、ゲートショットキ直下に
おいてはセカンドリセス形成時にAlGaAs層710
層は削れているためショットキ層形成に効いてくるφB
はAl0.2 Ga0.8Asの値をとる。以上の結果、0.
15Ω・mmオン抵抗が低減される。
According to the structure of the seventh embodiment, A acts as a potential barrier between the source and the drain.
The 1-GaAs Schottky layer has a two-stage structure (71).
With two layers and 713 to 718 layers), the sheet resistance in this portion is reduced. Immediately below the gate Schottky, when forming the second recess, the AlGaAs layer 710 is formed.
ΦB which is effective for Schottky layer formation because the layer is shaved
Takes a value of Al 0.2 Ga 0.8 As. As a result, 0.
15 Ω · mm on-resistance is reduced.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば、InGaAs又はGa
Asで構成されるチャネル層、第1のAlGaAs層、
AlGaAs/GaAs超格子層、GaAs層、第2の
AlGaAs層及びオーミック電極用のInGaAs又
はGaAsで構成されるキャップ層を順次積層してな
り、さらに前記第2のAlGaAs層及びキャップ層中
に形成される第1のリセスと、この第1のリセスの中で
かつ前記AlGaAs/GaAs超格子層及びGaAs
層中に形成される第2のリセスと、この第2のリセス内
に設けられるゲート電極とを含んで電界効果トランジス
タを構成したため、第1のAlGaAs層の上部にAl
GaAs/GaAs超格子層が積層されることになり、
これによりコンタクト抵抗を低減することが可能とな
る。
According to the present invention, InGaAs or Ga
A channel layer composed of As, a first AlGaAs layer,
An AlGaAs / GaAs superlattice layer, a GaAs layer, a second AlGaAs layer, and a cap layer made of InGaAs or GaAs for an ohmic electrode are sequentially laminated, and further formed in the second AlGaAs layer and the cap layer. A first recess formed in the first recess and in the AlGaAs / GaAs superlattice layer and the GaAs.
Since the field effect transistor was configured to include the second recess formed in the layer and the gate electrode provided in the second recess, an Al layer was formed on the first AlGaAs layer.
A GaAs / GaAs superlattice layer will be laminated,
Thereby, the contact resistance can be reduced.

【0070】又、本発明による他の発明によれば、In
GaAs又はGaAsで構成されるチャネル層、第1の
AlGaAs層、AlGaAs/GaAs超格子層、G
aAs層、第2のAlGaAs層及びオーミック電極用
のInGaAs又はGaAsで構成されるキャップ層を
順次積層する第1ステップと、この第1ステップの次に
前記第2のAlGaAs層及びキャップ層中に第1のリ
セスを形成する第2ステップと、この第2ステップの次
に前記第1のリセスの中でかつ前記AlGaAs/Ga
As超格子層及びGaAs層中に第2のリセスを形成す
る第3ステップと、この第3ステップの次に前記第2の
リセス内にゲート電極を設ける第4ステップとを含んで
電界効果トランジスタの製造方法を構成したため、第1
のAlGaAs層の上部にAlGaAs/GaAs超格
子層が積層されることになり、これによりコンタクト抵
抗を低減することが可能となる。
According to another aspect of the present invention, In
A channel layer composed of GaAs or GaAs, a first AlGaAs layer, an AlGaAs / GaAs superlattice layer,
a first step of sequentially laminating an aAs layer, a second AlGaAs layer, and a cap layer made of InGaAs or GaAs for an ohmic electrode; and, after the first step, a second step is formed in the second AlGaAs layer and the cap layer. A second step of forming the first recess, and following the second step, in the first recess and in the AlGaAs / Ga
A third step of forming a second recess in the As superlattice layer and the GaAs layer; and a fourth step of providing a gate electrode in the second recess after the third step. Because the manufacturing method is configured, the first
The AlGaAs / GaAs superlattice layer is laminated on the AlGaAs layer of the above, so that the contact resistance can be reduced.

【0071】さらに具体的に説明すると、本発明によれ
ば、第1に従来構造のようにショットキバリア層のAl
GaAsの組成一定ではなく上記のように間に超格子層
を設けることによりポテンシャルバリアが下がりチャネ
ル・ゲート間のコンタクト抵抗を0.1Ω・mm低減す
ることができる。またこのときゲート電極はAl組成の
高い部分にもうけられているため高いφBを保つことが
できる。このことにより本発明の構造では高い逆耐圧を
保ったまま、電界効果トランジスタの高出力動作、高効
率動作が可能となる。
More specifically, according to the present invention, first, the Al of the Schottky barrier layer is changed as in the conventional structure.
Providing a superlattice layer between the GaAs rather than a constant GaAs composition as described above lowers the potential barrier and can reduce the contact resistance between the channel and the gate by 0.1 Ω · mm. At this time, since the gate electrode is provided in a portion having a high Al composition, a high φB can be maintained. As a result, the structure of the present invention enables a high-output operation and a high-efficiency operation of the field-effect transistor while maintaining a high reverse breakdown voltage.

【0072】第2に、従来構造のようにワイドリセスス
トッパ層のAlGaAsの組成一定ではなく二段構造に
することによりポテンシャルバリアが下がりチャネルゲ
ート間のコンタクト抵抗を0.05Ω・mm低減するこ
とができる。このことにより電界効果トランジスタの高
出力動作、高効率動作が可能となる。
Second, the potential barrier is lowered by reducing the AlGaAs composition of the wide recess stopper layer to a two-stage structure instead of the conventional structure as in the conventional structure, thereby reducing the contact resistance between the channel gates by 0.05 Ω · mm. it can. This enables a high-output operation and a high-efficiency operation of the field-effect transistor.

【0073】第3に、従来構造のようにワイドリセスス
トッパ層のAlGaAsの組成一定ではなく上記のよう
に傾斜Al組成構造にすることによりポテンシャルバリ
アが下がりチャネルゲート間のコンタクト抵抗を0.0
5Ω・mm低減することができる。このことにより電界
効果トランジスタの高出力動作、高効率動作が可能とな
る。
Third, unlike the conventional structure, the composition of the AlGaAs of the wide recess stopper layer is not constant, but a gradient Al composition structure is used as described above to lower the potential barrier and reduce the contact resistance between the channel gates to 0.0.
5 Ω · mm can be reduced. This enables a high-output operation and a high-efficiency operation of the field-effect transistor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】同形態の製造過程における断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the same embodiment in a manufacturing process.

【図3】同形態の製造過程における断面図である。FIG. 3 is a sectional view of the same embodiment in a manufacturing process.

【図4】同形態の製造過程における断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the same embodiment in a manufacturing process.

【図5】同形態の製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 5 is a flowchart showing a manufacturing process of the same embodiment.

【図6】本発明の第2の実施の形態の構成を示す断面図
である。
FIG. 6 is a sectional view showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図7】同形態の製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 7 is a flowchart showing a manufacturing process of the same embodiment.

【図8】本発明の第3の実施の形態の構成を示す断面図
である。
FIG. 8 is a sectional view showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図9】同形態の製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 9 is a flowchart showing a manufacturing process of the same embodiment.

【図10】本発明の第4の実施の形態の構成を示す断面
図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a configuration of a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図11】同形態の製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 11 is a flowchart showing a manufacturing process of the same embodiment.

【図12】本発明の第5の実施の形態の構成を示す断面
図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a configuration of a fifth exemplary embodiment of the present invention.

【図13】同形態の製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 13 is a flowchart showing a manufacturing process of the same embodiment.

【図14】本発明の第6の実施の形態の構成を示す断面
図である。
FIG. 14 is a sectional view showing a configuration of a sixth exemplary embodiment of the present invention.

【図15】同形態の製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 15 is a flowchart showing a manufacturing process of the same embodiment.

【図16】本発明の第7の実施の形態の構成を示す断面
図である。
FIG. 16 is a sectional view showing a configuration of a seventh embodiment of the present invention.

【図17】同形態の製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 17 is a flowchart showing a manufacturing process of the same embodiment.

【図18】従来の電界効果トランジスタの断面図であ
る。
FIG. 18 is a sectional view of a conventional field-effect transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 基板 102,103 バッファ層 104,108 電子供給層 105,107 スペーサ層 106 チャネル層 109 ショットキゲートコンタクト層 110 超格子層 111 アンドープGaAs埋め込み層 112 ワイドリセスストッパ層 113 キャップ層 114 ゲート電極 115 ソース電極 116 ドレイン電極 212 AlGaAs層 312〜317 AlGaAs層 410 AlGaAs層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Substrate 102,103 Buffer layer 104,108 Electron supply layer 105,107 Spacer layer 106 Channel layer 109 Schottky gate contact layer 110 Super lattice layer 111 Undoped GaAs buried layer 112 Wide recess stopper layer 113 Cap layer 114 Gate electrode 115 Source electrode 116 Drain electrode 212 AlGaAs layer 312 to 317 AlGaAs layer 410 AlGaAs layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−188931(JP,A) 特開 平10−135242(JP,A) 特開 平5−121451(JP,A) 特開 平2−232942(JP,A) 特開 平10−270463(JP,A) 特開 平10−56168(JP,A) 特開 平3−16228(JP,A) 特開 平9−246531(JP,A) 特開 平3−256338(JP,A) 特開 昭60−89979(JP,A) 特開 平8−148673(JP,A) 特開 平11−251575(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/778 H01L 21/338 H01L 29/812 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-188931 (JP, A) JP-A-10-135242 (JP, A) JP-A-5-121451 (JP, A) JP-A-2- 232942 (JP, A) JP-A-10-270463 (JP, A) JP-A-10-56168 (JP, A) JP-A-3-16228 (JP, A) JP-A-9-246531 (JP, A) JP-A-3-256338 (JP, A) JP-A-60-89979 (JP, A) JP-A-8-148873 (JP, A) JP-A-11-251575 (JP, A) (58) (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/778 H01L 21/338 H01L 29/812

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 InGaAs又はGaAsで構成される
チャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGaA
s層、AlGaAs/GaAs超格子層、GaAs層、
第2のn型不純物をド−プしたAlGaAs層及びオー
ミック電極用のn型不純物をド−プしたInGaAs又
はGaAsで構成されるキャップ層を順次積層してな
り、さらに前記第2のAlGaAs層及びキャップ層中
に形成される第1のリセスと、この第1のリセスの中で
かつ前記AlGaAs/GaAs超格子層及びGaAs
層中に形成される第2のリセスと、この第2のリセス内
に設けられるゲート電極とを含むことを特徴とする電界
効果トランジスタ。
1. A channel layer made of InGaAs or GaAs, and AlGaAs doped with a first n-type impurity.
s layer, AlGaAs / GaAs superlattice layer, GaAs layer,
An AlGaAs layer doped with a second n-type impurity and a cap layer made of InGaAs or GaAs doped with an n-type impurity for an ohmic electrode are sequentially laminated, and the second AlGaAs layer and the second AlGaAs layer; A first recess formed in the cap layer, and in the first recess and in the AlGaAs / GaAs superlattice layer and GaAs.
A field effect transistor comprising: a second recess formed in a layer; and a gate electrode provided in the second recess.
【請求項2】 InGaAs又はGaAsで構成される
チャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGaA
s層、GaAs層、第2のn型不純物をド−プしたAl
GaAs層、第3のn型不純物をド−プしたAlGaA
s層及びオーミック電極用のInGaAs又はGaAs
で構成されるキャップ層を順次積層してなり、前記第2
のAlGaAs層のバンドギャップが前記第3のAlG
aAs層のバンドギャップより大きく、さらに前記第
2、第3のAlGaAs層及びキャップ層中に形成され
る第1のリセスと、この第1のリセスの中でかつ前記G
aAs層中に形成される第2のリセスと、この第2のリ
セス内に設けられるゲート電極とを含むことを特徴とす
る電界効果トランジスタ。
2. A channel layer made of InGaAs or GaAs, and AlGaAs doped with a first n-type impurity.
s layer, GaAs layer, Al doped with a second n-type impurity
GaAs layer, AlGaAs doped with third n-type impurity
InGaAs or GaAs for s layer and ohmic electrode
Are sequentially laminated, and the second
The band gap of the AlGaAs layer is the third AlG
a first recess that is larger than the band gap of the aAs layer and is formed in the second and third AlGaAs layers and the cap layer;
A field effect transistor comprising: a second recess formed in an aAs layer; and a gate electrode provided in the second recess.
【請求項3】 InGaAs又はGaAsで構成される
チャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGaA
s層、GaAs層、第2のn型不純物をド−プしたAl
GaAs層及びオーミック電極用のn型不純物をド−プ
したInGaAs又はGaAsで構成されるキャップ層
を順次積層してなり、さらに前記第2AlGaAs層及
びキャップ層中に形成される第1のリセスと、この第1
のリセスの中でかつ前記GaAs層中に形成される第2
のリセスと、この第2のリセス内に設けられるゲート電
極とを含み、かつ前記第2AlGaAs層はAl組成比
が前記キャップ層から前記GaAs層方向に段階的に高
くなる複数のAlGaAs層からなる半導体層で形成さ
れることを特徴とする電界効果トランジスタ。
3. A channel layer made of InGaAs or GaAs, and AlGaAs doped with a first n-type impurity.
s layer, GaAs layer, Al doped with a second n-type impurity
Doping n-type impurity for GaAs layer and ohmic electrode
And a first recess formed in the second AlGaAs layer and the cap layer, and a first recess formed in the second AlGaAs layer and the cap layer.
Formed in the recess and in the GaAs layer.
And a gate electrode provided in the second recess, and the second AlGaAs layer has an Al composition ratio that increases stepwise from the cap layer toward the GaAs layer.
A field-effect transistor formed of a semiconductor layer composed of a plurality of AlGaAs layers .
【請求項4】 InGaAs又はGaAsで構成される
チャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGaA
s層、第2のAlGaAs層、GaAs層、第3のn型
不純物をド−プしたAlGaAs層、第4のn型不純物
をド−プしたAlGaAs層及びオーミック電極用の
型不純物をド−プしたInGaAs又はGaAsで構成
されるキャップ層を順次積層してなり、前記第1のAl
GaAs層のバンドギャップが前記第2のAlGaAs
層のバンドギャップより大きく、前記第3のAlGaA
s層のバンドギャップが前記第4のAlGaAs層のバ
ンドギャップより大きく、さらに前記第3、第4のAl
GaAs層及びキャップ層中に形成される第1のリセス
と、この第1のリセスの中でかつ前記第2のAlGaA
s層及びGaAs層中に形成される第2のリセスと、こ
の第2のリセス内に設けられるゲート電極とを含むこと
を特徴とする電界効果トランジスタ。
4. A channel layer made of InGaAs or GaAs, and AlGaAs doped with a first n-type impurity.
s layer, second AlGaAs layer, GaAs layer, third n-type
AlGaAs layer doped with impurities, fourth n-type impurity
The de - n for up the AlGaAs layer and the ohmic electrode
A cap layer made of InGaAs or GaAs doped with a type impurity, and the first Al
The band gap of the GaAs layer is the second AlGaAs.
The third AlGaAs being larger than the band gap of the layer.
The band gap of the s layer is higher than that of the fourth AlGaAs layer.
And the third and fourth Al
A first recess formed in the GaAs layer and the cap layer; and a second recess formed in the first recess and in the second AlGaAs.
A field effect transistor including a second recess formed in the s layer and the GaAs layer, and a gate electrode provided in the second recess.
【請求項5】 InGaAs又はGaAsで構成される
チャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGaA
s層、AlGaAs/GaAs超格子層、GaAs層、
第2のn型不純物をド−プしたAlGaAs層、第3の
n型不純物をド−プしたAlGaAs層及びオーミック
電極用のn型不純物をド−プしたInGaAs又はGa
Asで構成されるキャップ層を順次積層してなり、前記
第2のAlGaAs層のバンドギャップが前記第3のA
lGaAs層のバンドギャップより大きく、さらに前記
第2、第3のAlGaAs層及びキャップ層中に形成さ
れる第1のリセスと、この第1のリセスの中でかつ前記
AlGaAs/GaAs超格子層及びGaAs層中に形
成される第2のリセスと、この第2のリセス内に設けら
れるゲート電極とを含むことを特徴とする電界効果トラ
ンジスタ。
5. A channel layer composed of InGaAs or GaAs, AlGaAs doped with a first n-type impurity.
s layer, AlGaAs / GaAs superlattice layer, GaAs layer,
An AlGaAs layer doped with a second n-type impurity ;
n-type impurities de - flop the AlGaAs layer and the n-type impurity to de for ohmic electrode - flop the InGaAs or Ga
Sequentially formed by laminating the formed cap layer in As, the
The band gap of the second AlGaAs layer is equal to that of the third AGaAs layer.
a first recess formed in the second and third AlGaAs layers and the cap layer, the first recess being larger than the band gap of the lGaAs layer, and in the first recess and in the AlGaAs / GaAs superlattice layer and GaAs A field effect transistor comprising: a second recess formed in a layer; and a gate electrode provided in the second recess.
【請求項6】 InGaAs又はGaAsで構成される
チャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGaA
s層、第2のAlGaAs層、GaAs層、第3のn型
不純物をド−プしたAlGaAs層及びオーミック電極
用のn型不純物をド−プしたInGaAs又はGaAs
で構成されるキャップ層を順次積層してなり、さらに前
記第3のAlGaAs層及びキャップ層中に形成される
第1のリセスと、この第1のリセスの中でかつ前記第
1、第2のAlGaAs層及びGaAs層中に形成され
る第2のリセスと、この第2のリセス内に設けられるゲ
ート電極とを含み、かつ前記第3のAlGaAs層はA
l組成比が前記キャップ層から前記GaAs層方向に
階的に高くなる複数のAlGaAs層からなる半導体層
形成されることを特徴とする電界効果トランジスタ。
6. A channel layer made of InGaAs or GaAs, and AlGaAs doped with a first n-type impurity.
s layer, second AlGaAs layer, GaAs layer, third n-type
Impurities de - flop the AlGaAs layer and the n-type impurity to de for ohmic electrode - flop the InGaAs or GaAs
And a first recess formed in the third AlGaAs layer and the cap layer, and a first recess formed in the first recess and in the first and second recesses. The third AlGaAs layer includes an AlGaAs layer and a second recess formed in the GaAs layer, and a gate electrode provided in the second recess.
l composition ratio is stepped from the cap layer to the GaAs layer direction.
Semiconductor layer composed of a plurality of AlGaAs layers that rise in height
In field effect transistor being formed.
【請求項7】 InGaAs又はGaAsで構成される
チャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGaA
s層、AlGaAs/GaAs超格子層、GaAs層、
第2のn型不純物をド−プしたAlGaAs層及びオー
ミック電極用のn型不純物をド−プしたInGaAs又
はGaAsで構成されるキャップ層を順次積層してな
り、さらに前記第2のAlGaAs層及びキャップ層中
に形成される第1のリセスと、この第1のリセスの中で
かつ前記AlGaAs/GaAs超格子層及びGaAs
層中に形成される第2のリセスと、この第2のリセス内
に設けられるゲート電極とを含み、かつ前記第2のAl
GaAs層はAl組成比が前記キャップ層から前記Ga
As層方向に段階的に高くなる複数のAlGaAs層か
らなる半導体層で順次高くなる傾斜構造に形成されるこ
とを特徴とする電界効果トランジスタ。
7. A channel layer made of InGaAs or GaAs, and AlGaAs doped with a first n-type impurity.
s layer, AlGaAs / GaAs superlattice layer, GaAs layer,
An AlGaAs layer doped with a second n-type impurity and a cap layer made of InGaAs or GaAs doped with an n-type impurity for an ohmic electrode are sequentially laminated, and the second AlGaAs layer and the second AlGaAs layer; A first recess formed in the cap layer, and in the first recess and in the AlGaAs / GaAs superlattice layer and GaAs.
A second recess formed in the layer; a gate electrode provided in the second recess;
The GaAs layer has an Al composition ratio from the cap layer to the Ga content.
A plurality of AlGaAs layers gradually increasing in the direction of the As layer
A field-effect transistor formed in a graded structure in which the semiconductor layers are made higher in order.
【請求項8】 InGaAs又はGaAsで構成される
チャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGaA
s層、AlGaAs/GaAs超格子層、GaAs層、
第2のn型不純物をド−プしたAlGaAs層及びオー
ミック電極用のn型不純物をド−プしたInGaAs又
はGaAsで構成されるキャップ層を順次積層する第1
ステップと、この第1ステップの次に前記第2のAlG
aAs層及びキャップ層中に第1のリセスを形成する第
2ステップと、この第2ステップの次に前記第1のリセ
スの中でかつ前記AlGaAs/GaAs超格子層及び
GaAs層中に第2のリセスを形成する第3ステップ
と、この第3ステップの次に前記第2のリセス内にゲー
ト電極を設ける第4ステップとを含むことを特徴とする
電界効果トランジスタの製造方法。
8. A channel layer made of InGaAs or GaAs, AlGaAs doped with a first n-type impurity.
s layer, AlGaAs / GaAs superlattice layer, GaAs layer,
A first layer in which an AlGaAs layer doped with a second n-type impurity and a cap layer made of InGaAs or GaAs doped with an n-type impurity for an ohmic electrode are sequentially stacked;
Step, and after the first step, the second AlG
a second step of forming a first recess in the aAs layer and the cap layer; and a second step in the first recess and in the AlGaAs / GaAs superlattice layer and the GaAs layer following the second step. A method for manufacturing a field effect transistor, comprising: a third step of forming a recess; and a fourth step of providing a gate electrode in the second recess after the third step.
【請求項9】 InGaAs又はGaAsで構成される
チャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGaA
s層、GaAs層、第2のn型不純物をド−プしたAl
GaAs層、第3の前記第2のAlGaAs層よりバン
ドギャップが小さいn型不純物をド−プしたAlGaA
s層及びオーミック電極用のn型不純物をド−プした
nGaAs又はGaAsで構成されるキャップ層を順次
積層する第1ステップと、この第1ステップの次に前記
第2、第3のAlGaAs層及びキャップ層中に第1の
リセスを形成する第2ステップと、この第2ステップの
次に前記第1のリセスの中でかつ前記GaAs層中に第
2のリセスを形成する第3ステップと、この第3ステッ
プの次に前記2のリセス内にゲート電極を設ける第4ス
テップとを含むことを特徴とする電界効果トランジスタ
の製造方法。
9. A channel layer made of InGaAs or GaAs, and AlGaAs doped with a first n-type impurity.
s layer, GaAs layer, Al doped with a second n-type impurity
The GaAs layer and the third AlGaAs layer
AlGaAs doped with n-type impurity with small gap
I doped with n-type impurity for s layer and ohmic electrode
a first step of sequentially stacking a cap layer made of nGaAs or GaAs, and a second step of forming a first recess in the second and third AlGaAs layers and the cap layer after the first step. A third step of forming a second recess in the first recess and in the GaAs layer after the second step, and a gate electrode in the second recess after the third step. And providing a fourth step.
【請求項10】 InGaAs又はGaAsで構成され
るチャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGa
As層、GaAs層、第2のn型不純物をド−プした
lGaAs層及びオーミック電極用のn型不純物をド−
プしたInGaAs又はGaAsで構成されるキャップ
層を順次積層する第1ステップと、この第1ステップの
次に前記第2AlGaAs層及びキャップ層中に第1の
リセスを形成する第2ステップと、この第2ステップの
次に前記第1のリセスの中でかつ前記GaAs層中に第
2のリセスを形成する第3ステップと、この第3ステッ
プの次に前記第2のリセス内にゲート電極を設ける第4
ステップとを含み、かつ前記第2AlGaAs層はAl
組成比が前記キャップ層から前記GaAs層方向に段階
的に高くなる複数のAlGaAs層からなる半導体層で
形成されることを特徴とする電界効果トランジスタの製
造方法。
10. A channel layer made of InGaAs or GaAs, AlGa doped with a first n-type impurity.
As layer, GaAs layer, A doped with a second n-type impurity
Doping the n-type impurity for the lGaAs layer and the ohmic electrode
A first step of sequentially laminating a cap layer made of InGaAs or GaAs, a second step of forming a first recess in the second AlGaAs layer and the cap layer subsequent to the first step, A third step of forming a second recess in the first recess and in the GaAs layer following the two steps; and providing a gate electrode in the second recess after the third step. 4
And the second AlGaAs layer comprises Al
The composition ratio is stepwise from the cap layer to the GaAs layer.
A method for manufacturing a field-effect transistor, comprising a semiconductor layer composed of a plurality of AlGaAs layers which is gradually increased .
【請求項11】 InGaAs又はGaAsで構成され
るチャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGa
As層、第2の前記第1のAlGaAs層よりバンドギ
ャップが小さいn型不純物をド−プしたAlGaAs
層、GaAs層、第3のn型不純物をド−プしたAlG
aAs層、第4の前記第3のAlGaAs層よりバンド
ギャップが小さいn型不純物をド−プしたAlGaAs
層及びオーミック電極用のn型不純物をド−プしたIn
GaAs又はGaAsで構成されるキャップ層を順次積
層する第1ステップと、この第1ステップの次に前記第
3、第4のAlGaAs層及びキャップ層中に第1のリ
セスを形成する第2ステップと、この第2ステップの次
に前記第1のリセスの中でかつ前記第2のAlGaAs
層及びGaAs層中に第2のリセスを形成する第3ステ
ップと、この第3ステップの次に前記第2のリセス内に
ゲート電極を設ける第4ステップとを含むことを特徴と
する電界効果トランジスタの製造方法。
11. A channel layer made of InGaAs or GaAs, and AlGa doped with a first n-type impurity.
An As layer and a bandgap from the second AlGaAs layer.
AlGaAs doped with n-type impurity with small gap
Layer, GaAs layer, AlG doped with a third n-type impurity
aAs layer, fourth band from the third AlGaAs layer
AlGaAs doped with n-type impurity with small gap
In doped with n-type impurities for layers and ohmic electrodes
A first step of sequentially laminating a cap layer made of GaAs or GaAs; and a second step of forming a first recess in the third and fourth AlGaAs layers and the cap layer after the first step. After the second step, in the first recess and in the second AlGaAs
A third step of forming a second recess in the first layer and the GaAs layer; and a fourth step of providing a gate electrode in the second recess after the third step. Manufacturing method.
【請求項12】 InGaAs又はGaAsで構成され
るチャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGa
As層、AlGaAs/GaAs超格子層、GaAs
層、第2のn型不純物をド−プしたAlGaAs層、第
3の前記第2のAlGaAs層よりバンドギャップが小
さいn型不純物をド−プしたAlGaAs層及びオーミ
ック電極用のn型不純物をド−プしたInGaAs又は
GaAsで構成されるキャップ層を順次積層する第1ス
テップと、この第1ステップの次に前記第2、第3のA
lGaAs層及びキャップ層中に第1のリセスを形成す
る第2ステップと、この第2ステップの次に前記第1の
リセスの中でかつ前記AlGaAs/GaAs超格子層
及びGaAs層中に第2のリセスを形成する第3ステッ
プと、この第3ステップの次に前記第2のリセス内にゲ
ート電極を設ける第4ステップとを含むことを特徴とす
る電界効果トランジスタの製造方法。
12. A channel layer made of InGaAs or GaAs, AlGa doped with a first n-type impurity.
As layer, AlGaAs / GaAs superlattice layer, GaAs
Layer, a second n-type impurity doped AlGaAs layer, and a third band gap smaller than the second AlGaAs layer.
A first step of sequentially laminating an AlGaAs layer doped with an n-type impurity and a cap layer composed of InGaAs or GaAs doped with an n-type impurity for an ohmic electrode; 2nd, 3rd A
a second step of forming a first recess in the lGaAs layer and the cap layer; and a second step in the first recess and in the AlGaAs / GaAs superlattice layer and the GaAs layer following the second step. A method for manufacturing a field effect transistor, comprising: a third step of forming a recess; and a fourth step of providing a gate electrode in the second recess after the third step.
【請求項13】 InGaAs又はGaAsで構成され
るチャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGa
As層、第2のn型不純物をド−プしたAlGaAs
層、GaAs層、第3のn型不純物をド−プしたAlG
aAs層及びオーミック電極用のn型不純物をド−プし
InGaAs又はGaAsで構成されるキャップ層を
順次積層する第1ステップと、この第1ステップの次に
前記第3のAlGaAs層及びキャップ層中に第1のリ
セスを形成する第2ステップと、この第2ステップの次
に前記第1のリセスの中でかつ前記第1、第2のAlG
aAs層及びGaAs層中に第2のリセスを形成する第
3ステップと、この第3ステップの次に前記第2のリセ
ス内にゲート電極を設ける第4ステップとを含み、かつ
前記第3のAlGaAs層はAl組成比が前記キャップ
層から前記GaAs層方向に段階的に高くなる複数のA
lGaAs層からなる半導体層で形成されることを特徴
とする電界効果トランジスタの製造方法。
13. A channel layer made of InGaAs or GaAs, AlGa doped with a first n-type impurity.
As layer, AlGaAs doped with a second n-type impurity
Layer, GaAs layer, AlG doped with a third n-type impurity
Doping n-type impurities for aAs layer and ohmic electrode
A first step of sequentially laminating a cap layer made of InGaAs or GaAs, a second step of forming a first recess in the third AlGaAs layer and the cap layer after the first step, Subsequent to the second step, in the first recess and in the first and second AlG
a third step of forming a second recess in the aAs layer and the GaAs layer, and a fourth step of providing a gate electrode in the second recess after the third step, and the third AlGaAs The plurality of A layers whose Al composition ratios increase stepwise from the cap layer in the direction of the GaAs layer.
A method for manufacturing a field effect transistor, comprising a semiconductor layer made of an lGaAs layer .
【請求項14】 InGaAs又はGaAsで構成され
るチャネル層、第1のn型不純物をド−プしたAlGa
As層、AlGaAs/GaAs超格子層、GaAs
層、第2のn型不純物をド−プしたAlGaAs層及び
オーミック電極用のn型不純物をド−プしたInGaA
s又はGaAsで構成されるキャップ層を順次積層する
第1ステップと、この第1ステップの次に前記第2のA
lGaAs層及びキャップ層中に第1のリセスを形成す
る第2ステップと、この第2ステップの次に前記第1の
リセスの中でかつ前記AlGaAs/GaAs超格子層
及びGaAs層中に第2のリセスを形成する第3ステッ
プと、この第3ステップの次に前記第2のリセス内にゲ
ート電極を設ける第4ステップとを含み、かつ前記第2
のAlGaAs層はAl組成比が前記キャップ層から前
記GaAs層方向に段階的に高くなる複数のAlGaA
s層からなる半導体層で形成されることを特徴とする電
界効果トランジスタの製造方法。
14. A channel layer made of InGaAs or GaAs, and AlGa doped with a first n-type impurity.
As layer, AlGaAs / GaAs superlattice layer, GaAs
Layer, an AlGaAs layer doped with a second n-type impurity, and InGaAs doped with an n-type impurity for an ohmic electrode.
a first step of sequentially laminating a cap layer made of s or GaAs, and the second step after the first step.
a second step of forming a first recess in the IGaAs layer and the cap layer; and a second step in the first recess and in the AlGaAs / GaAs superlattice layer and the GaAs layer following the second step. A third step of forming a recess, a fourth step of providing a gate electrode in the second recess subsequent to the third step, and
The plurality of AlGaAs layers whose Al composition ratios increase stepwise from the cap layer in the direction of the GaAs layer.
A method for manufacturing a field-effect transistor, comprising a semiconductor layer made of an s layer .
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